MyCAT技术-优快云博客

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MyCAT是一款开源的数据库中间件，它基于MySQL协议，主要功能是将关系型数据库拆分为逻辑上的多个数据库，支持单个数据库的分表查询。以下是关于MyCAT的详细教程：

一、环境准备

操作系统：MyCAT支持多种操作系统，如Linux、Windows等。
数据库：MyCAT支持多种数据库，如MySQL、Oracle等。
Java环境：MyCAT是Java开发的，因此需要安装Java环境。
网络环境：确保网络环境畅通，能够访问互联网，以便下载MyCAT的安装包。

二、下载与安装

下载MyCAT：访问MyCAT的官方GitHub仓库下载最新版本的MyCAT。例如，使用以下命令下载：
```
wget https://github.com/mycat-project/Mycat/releases/download/v2.2.0-RELEASE/mycat-2.2.0-release.tar.gz
```
解压安装包：下载完成后，使用解压命令解压MyCAT的安装包。
```
tar -zxvf mycat-2.2.0-release.tar.gz
```
配置环境变量：将MyCAT的bin目录路径添加到系统环境变量中，使MyCAT的命令可以在任何位置执行。
```
export PATH=/path/to/mycat/bin:$PATH
```

三、配置MyCAT

修改配置文件：MyCAT的配置文件位于conf目录下，主要有server.xml、schema.xml、rule.xml等文件。根据实际需求修改这些配置文件。
- server.xml：配置MyCAT的基本参数，如端口、连接数等。
- schema.xml：定义数据表的分片策略。
- rule.xml：定义具体的分片规则。

初始化数据库：使用MySQL命令创建MyCAT所需的数据库和用户。

CREATE DATABASE cat;
USE cat;
CREATE USER 'mycat'@'localhost' IDENTIFIED BY '123456';
GRANT ALL ON cat.* TO 'mycat'@'localhost';
FLUSH PRIVILEGES;

四、启动MyCAT

在终端中执行以下命令启动MyCAT服务。

cd /path/to/mysqld
sh bin/mycat start

五、连接MyCAT

使用MySQL客户端连接到MyCAT，验证MyCAT是否已经启动成功。

mysql -h127.0.0.1 -P8066 -uroot -p

六、基本操作

创建与管理数据库与表：

创建数据库：使用SQL语句创建数据库。
```
CREATE DATABASE mycatdb;
```

创建表：在创建的数据库中创建表。

USE mycatdb;
CREATE TABLE users (
  id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  name VARCHAR(100) NOT NULL,
  age INT NOT NULL,
  PRIMARY KEY (id)
);

数据插入与查询操作：
- 插入数据：向表中插入数据。
```
INSERT INTO users (name, age) VALUES ('Alice', 25), ('Bob', 30);
```
- 查询数据：从表中查询数据。
```
SELECT * FROM users;
```
数据库备份与恢复：
- 备份数据库：使用mysqldump命令备份数据库。
```
mysqldump -uroot -p mycatdb > mycatdb_backup.sql
```
- 恢复数据库：使用MySQL命令恢复数据库。
```
mysql -uroot -p mycatdb < mycatdb_backup.sql
```

七、高级功能

分片策略设置：在schema.xml文件中定义分片规则，并在rule.xml文件中定义分片解析规则。例如，使用hash算法对id字段进行分片。

<table name="users" dataNode="dn1,dn2" rule="auto-sharding-by-long"/>

<tableRule name="auto-sharding-by-long">
    <rule>
        <columns>id</columns>
        <algorithm class="hashAlgorithm"/>
    </rule>
</tableRule>

读写分离配置：在dataHost标签中配置读写分离节点，实现写操作路由到主库，读操作路由到备库。例如，配置一个主库和一个备库。

<dataHost name="localhost1" maxCon="1000" minCon="10" balancing="true" writeType="0" dbType="mysql" dbDriver="native" switchType="1" slaveThreshold="100">
    <heartbeat>select user()</heartbeat>
    <writeHost host="hostM1" url="localhost:3306" user="root" password="root">
        <readHost host="hostS1" url="localhost:3306" user="root" password="root"/>
    </writeHost>
</dataHost>

MyCAT 分布式数据库中间件架构设计方案

1. 架构概述

目标

高性能：通过读写分离、分库分表提升吞吐量。
高可用：主从复制 + MyCAT 双节点冗余，结合 Keepalived 实现故障自动切换。
可扩展：支持动态扩容数据库节点，应对业务增长。

核心组件

组件	职责	数量
MyCAT 节点	路由 SQL、管理分库分表、缓存	2（主备）
MySQL 主库	处理写操作，同步数据到从库	1
MySQL 从库	存储主库数据副本，处理读操作	1~N
Keepalived	VIP 浮动，保障 MyCAT 高可用	2（主备）

2. 核心架构设计

2.1 MyCAT 分层架构

客户端交互层

功能：接收客户端连接，解析 SQL 语句，进行权限认证。
关键组件：
- 前端连接器：接收 MySQL 协议请求，提取用户名、密码。
- SQL 解析器：将 SQL 转换为抽象语法树（AST），提取表名、字段等关键信息。

路由与执行层

功能：根据分片规则和读写分离策略，路由 SQL 到后端数据库。
关键组件：
- SQL 路由器：基于 schema.xml 和 rule.xml 配置，决定 SQL 发送到主库或从库。
- SQL 节点：与后端数据库通信，执行 SQL 并返回结果。

数据管理层

功能：优化查询性能，保障数据一致性。
关键组件：
- 缓存层：缓存查询结果，减少对后端数据库的直接访问。
- 分布式事务管理器：确保跨库事务的 ACID 特性。
- 全局序列号生成器：生成分布式环境下的唯一主键。

系统支持层

功能：监控、日志记录和配置管理。
关键组件：
- 监控与管理模块：实时监控系统性能、日志记录和故障报警。
- 配置管理器：动态加载和更新 server.xml、schema.xml 等配置文件。

3. 分库分表与读写分离

3.1 分库分表策略

水平分库

规则：按业务维度（如用户 ID、订单 ID）哈希分库。

示例：

-- 假设4个库：db_0, db_1, db_2, db_3
SELECT CONCAT('db_', (user_id % 4)) AS target_db
FROM users;

垂直分库

规则：按业务模块拆分（如用户库、订单库、商品库）。
优势：避免不同业务数据干扰，提升查询效率。

水平分表

规则：按主键范围或哈希分表。

示例：

-- 假设100张表：orders_0 ~ orders_99
SELECT CONCAT('orders_', (order_id % 100)) AS target_table
FROM orders;

3.2 读写分离配置

MyCAT 配置示例（schema.xml）

<dataHost name="localhost" maxCon="1000" minCon="10" balance="1" writeType="0">
    <writeHost host="hostM1" url="10.0.0.41:3306" user="root" password="123456"/>
    <readHost host="hostS1" url="10.0.0.42:3306" user="root" password="123456"/>
</dataHost>

参数说明：
- balance="1"：启用读写分离，读操作分发到从库。
- writeType="0"：仅允许向主库写入数据。

4. 高可用与故障转移

4.1 MyCAT 双节点部署

架构：两个 MyCAT 节点（主备）通过 Keepalived 共享 VIP（如 10.0.0.100）。
流程：
1. 主节点 MyCAT 处理请求，备节点处于待命状态。
2. 主节点故障时，Keepalived 自动将 VIP 漂移到备节点。

4.2 Keepalived 配置

主节点配置（/etc/keepalived/keepalived.conf）

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 100
    virtual_ipaddress { 10.0.0.100 }
    track_script { chk_mycat }
}

备节点配置（/etc/keepalived/keepalived.conf）

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 90
    virtual_ipaddress { 10.0.0.100 }
    track_script { chk_mycat }
}

健康检查脚本（/usr/local/mycat/bin/check_mycat.sh）

#!/bin/bash
MYCAT_PORT=8066
if ! netstat -ntlp | grep $MYCAT_PORT > /dev/null; then
    echo "MyCAT is down, stopping keepalived"
    systemctl stop keepalived
fi

5. 监控与运维

5.1 监控指标

指标	阈值	说明
主从延迟	<1s	从库与主库的数据同步延迟
连接数	>90%	活跃连接数占最大连接数比例
缓存命中率	>80%	缓存层命中比例